1、電氣控制與可編程控制器課程設計說明書題目：多種液體自動混合裝置的 PLC控制目錄1課題背景 31.1課題背景 31.2研究目的和意義 31.3本文的主要工作 32已知情況、控制要求、設計要求 42.1已知情況 42.2控制要求 42.3設計要求 53總體設計思路 64程序設計及調試 64.1PLC的選型及I/O 分配圖 64.2梯形圖、指令表及編程元件明細表 85電氣設計 115.1PLC 外部接線原理圖 115.2多種液體自動混合裝置電氣元件明細表 126安裝、接線、及系統(tǒng)聯(lián)合測試 127后期工作 137.1操作過程簡要說明 137.2常見故障及排除方案 137.3編寫并提交（課程）設計說明

2、書 138尚存在的問題及方案建議 149課程設計總結 1410致謝 1511參考文獻 16多種液體自動混合裝置的PLC控制1 課題背景1.1 課題背景隨著科學技術的猛速發(fā)展， 自動控制技術在人類活動的各個領域中的應用越來越 廣泛，它的水平已成為衡量一個國家生產和科學技術先進與否的一項重要標志。 在煉 油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的程序，而且也是其生產過程中 十分重要的組成部分。但由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、 有毒有腐蝕性的介質， 以致現(xiàn)場工作環(huán)境十分 惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作。另外，生產要求該系統(tǒng)要具有配料精確、控制可靠等特 點，這也是人工操作和半自動化控制所難以實現(xiàn)的。所以

3、為了幫助相關行業(yè)，特別是 其中的中小型企業(yè)實現(xiàn)多種液體自動混合的目的 , 液體自動混合配料勢必就是擺在我 們眼前的一大課題。隨著計算機技術的發(fā)展，對原有液體混合裝置進行技術改造，提出數(shù)據采集、自 動控制、 運行管理等多方面的要求。 設計的多種液體混合裝置利用可編程控制器實現(xiàn) 在混合過程中精確控制，提高了液體混合比例的穩(wěn)定性、運行穩(wěn)定、自動化程度高， 適合工業(yè)生產的需要 .1.2 研究目的和意義 在工藝加工最初，把多種原料再合適的時間和條件下進行需要的加工以得到產品 一直都是在人監(jiān)控或操作下進行的， 在后來多用繼電器系統(tǒng)對順序或邏輯的操作過程 進行自動化操作， 但是現(xiàn)在隨著時代的發(fā)展， 這些方式

4、已經不能滿足工業(yè)生產的實際 需要。實際生產中需要更精確、更便捷的控制裝置。隨著科學技術的日新月異，自動化程度要求越來越高，原來的液體混合遠遠不 能滿足當前自動化的需要。 可編程控制器液體自動混合系統(tǒng)集成自動控制技術， 計量 技術，傳感器技術等技術與一體的機電一體化裝置。 充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集 中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，采用標準化、模塊化、系統(tǒng)化設計，配置靈活、組態(tài)方便。可編程控制器多種液體自動混合控制系統(tǒng)的特點： 系統(tǒng)自動工作； 控制的單周期運行方式； 由傳感器送入設定的參數(shù)實現(xiàn)自動控制； 啟動后就能自動完成一個周期的工作，并循環(huán)。本系統(tǒng)米用PLC是基于以下兩個原因： PLC具有很高的可靠性，

5、通常的平均無故障時間都在 30萬小時以上； 編程能力強，可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來實現(xiàn)；根據多種液體自動混合系統(tǒng)的要求與特點，我們采用的PLC具有小型化、高速度、 高性能等特點，可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴充設備，有豐富的 特殊擴展設備，其中的模擬輸入設備和通信設備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網通信。本系統(tǒng)就是應用可編程序控制器(PLC)對多種液體自動混合實現(xiàn)控制。1.3本文的主要工作本文首先回顧多種液體自動混合裝置的發(fā)展過程， 說明了種液體自動混合裝置的 PLC控制的重要性和必然性。然后，講述了可編程程序控制器的應用，通過論述可編程程序控制器的優(yōu)點對可 控

6、制編程器對多種液體混合裝置的控制有一個總體的認識。 綜合多種液體自動混合裝 置的控制系統(tǒng)的要求，進行了外部電路的連線和 PLC程序設計，從部件的選擇，流程 的分析，程序順序控制的設計等方面，完成了本次的設計任務。最后，通過對程序液位控制系統(tǒng)的程序的調試，檢測，再進行是對系統(tǒng)的更正， 使控制系統(tǒng)更加完善，確保系統(tǒng)能順利運行。2已知情況、控制要求、設計要求2.1 已知情況：本題目用PLC來模擬并實現(xiàn)多種液體自動混合裝置的控制<YV1><YV> C YV3 >2.2控制要求:如圖所示為三種液體混合裝置，SQ1 SQ2 SQ3和SQ4為液面?zhèn)鞲衅?，液面淹沒 時接通，液體

7、A B、C與混合液閥由電磁閥YV1、YV2 YV3 YV4控制，M為攪勻電動 機，其控制要求如下：1、初始狀態(tài)裝置投入運行時，液體 A、B、C閥門關閉，混合液閥門 打開20s將容器放空 后關閉。2、起動操作按下啟動按鈕SB1,裝置開始按下列給定規(guī)律運轉。(1) 液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達SQ3時，SQ3接通，關閉液 體A閥門，打開液體B閥門。(2) 當液面到達SQ2時，關閉液體B閥門，打開液體C閥門。(3) 當液面到達SQ1時關閉閥門C,攪勻電動機開始攪勻。(4) 攪勻電動機工作1min后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。(5) 當液面下降到SQ4時，SQ4由接通變

8、斷開，再過20s后，容器放空，混合液 閥門關閉，開始下一周期。3、停止操作按下停止按鈕SB2后，要將當前的混合操作處理完畢后，才停止操作(停在初始狀態(tài)）。2.3 設計要求 ：根據生產設備工作方面及其它方面的需要，本次設計要達到如下設計要求：（1 ）要求本次設計的控制裝置采用 PLC技術實現(xiàn)；（ 2）要能完全滿足控制要求；（3） 按下停止按鈕后，要將當前的混合操作處理完畢后，才停止操作3 總體設計思路經過對上述設計要求的深入思考后， 對系統(tǒng)的設計過程有了一定的構架。 具體的 想法有一下幾點：我做的系統(tǒng)為多種液體自動混合，需要對各種液體的液面的高度監(jiān)控，因此，需 要運用到傳感器進行液面高度的監(jiān)控。

9、 各種液體入池的比例需要應用電磁閥控制， 入 池后的攪拌，則需要電機控制。對各個控件的控制，需要一個完整的控制流程，運用 PLC技術進行編程，可以實現(xiàn)對各個控件的控制。具體控制方法根據題目要求，按下啟動按鈕時， A種液體進入容器，當達到一定 值時，停止進入，B種液體開始進入，當達到一定值時，停止進入C種液體開始進入， 當達到一定深度停止所有液體進入。 攪拌機進行攪拌， 一分鐘后攪拌均勻， 停止攪拌， 放出液體。經 20s 后停止放出，按停止鍵停止操作。液體的進入和放出，需要電磁閥的控制，液面的深度需要傳感器的控制。4 程序設計及調試4.1 PLC 選型及 I/O 分配圖根據設計要求、控制要求，

10、選定 PLC的型號為：FX1N系列它是日本三菱公司生產的三菱 FX1N系列，擁有28路輸入、18路（繼電器）輸出，而本例實際只需要 6 路輸入、 5路輸出，輸出留有約 1/3 的余量，輸出所留余量超出1/3，完全滿足要求；擁有8K步的內存容量，而本例用戶程序的容量估計在50步左右，完全夠用多種液體自動混合裝置的 I/0 分配輸人X0:啟動按鈕XI：限位開關SQ1X2:限位開關SQ2X3:限位開關SQ3X4:限位開關SQ4X5:停止按鈕輸出Y1:液體A控制閥門YV1Y2 :液體B控制閥門YV2Y3 :液體C控制閥門YV3Y4: D 口控制閥門YV4丫5:攪拌機控制M4.2編程PLC多種液體自動混

11、合裝置程序工作過程簡析、編程兀件明細表梯形圖.多種液體混合自動裝置指令表如下:0LDxn麗1SETM200ZRSTYUO13RSTYD吐4RSTYBO35SETYOD46SETMl呻1LDX0059RSTH2003LDMZO910ANDTl11SETYBO112LDP砂14ourM10016LDM100冷RSTYBO117LDM1O(J18SETYftO?19LDPXOD221ourM101nLDMIDI23RSTYBOZ24LDU1O125SETYU皿26LDPXDI0128OUTM102外LDmz30RSTY00331LDMIO?32SETYOOS33LDYfloa34OUTTO27LDT

12、O30RSTYflOS39NOP40NOP41NOP4?IDTfi43SETY90444LDF幀446OUTMI0447LDN10449SETN10549LDN10550OUTT1K20053LDII54RSTN10555LDTl56RSTV90457EMDPLC編程元件明細表:編程元件作用X0起動開關X1觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q1X2觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q2X3觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q3X4觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q4X5停止開關Y1閥門A打開液體A注入Y2閥門B打開液體B注入Y3閥門C打開液體C注入Y4閥門D打開混合液流出Y5電動機轉動TO電動機轉動定時T1混合液流岀定時M200中間繼電器，使閥 A門打開M1OO

13、中間繼電器，使閥門 A關閉，使閥門B打開M1O1中間繼電器，使閥B門關閉，使閥C門打開M102中間繼電器，使閥門 C關閉，使攪拌機工作M104中間繼電器，使M105置位M105使計時器T1計數(shù)5電氣設計5.1 PLC外部接線原理圖5.2 多種液體自動混合裝置電氣元件明細表參考電氣控制與PLC應用（胡漢文丁如春主編，人民郵電出版社，2009.5）第9章設計樣例，擬定本順控設備電氣元件明細表如表2所示。序號文字符號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注11#PLC1 號 PLCF1N-240M8路輸入8路輸岀臺1求是生產6安裝、接線、及系統(tǒng)聯(lián)合測試按照電氣設計圖完成接線，對程序系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)進行聯(lián)合測試， 詳細

14、步驟 略。如不滿足要求，再回去修改程序或檢查接線，直到滿足要求為止7后期工作7.1 操作過程簡要說明 本實驗在試驗箱上模擬了多液體自動混合裝置的工作過程， 用按鈕代 替液 面出發(fā)開關，用信號燈表示閥門和電動機的工作狀態(tài)（1）啟動開接通時，系統(tǒng)開始工作，電磁閥YV1打開A液體注入（丫1燈亮）。 當起動開關斷開時，信號燈運行完一個周期后才熄滅。（2）當液體液位到達SQ3位置時，觸動開關X3,電磁閥YV2打開B液體注 入，（丫2燈亮）。（3） 當液體液位到達SQ2位置時，觸動開關X2,電磁閥YV3打開C液體 注入，（丫3燈亮）。（4）當液體液位到達SQ1位置時，觸動開關XI,攪勻電動機開始攪勻，（丫

15、5 燈亮），同時計時器TO開始計時，1min鐘后計時完畢，電磁閥YV4閥門 打開，（丫4燈亮）。（5）開始放出混合液體，當液面下降到 SQ4時，出動X4按鈕，計時器T2 開始計時20s，計時完畢完成了一個周期的控制，開始進行下一個周期。7.2 常見故障及其排除方案（1）檢查PLC能否完成1個工作流程？ 不能：程序錯誤解決方案：程序重編（2）檢查PLC能否從最后1步（丫4）回到第1步（Y1）開始新一輪循環(huán)？ 不能：程序錯誤解決方案：程序重編（3）檢查PLC能否實現(xiàn)連續(xù)運行？ 不能：程序錯誤解決方案：程序重編7.3 編寫并提交 （ 課程）設計說明書 “課程設計說明書”包括以下內容：（1）封面(2)

16、 課程設計任務書(3) 摘要(4) 目錄(5) 已知情況、控制要求、設計要求(6) 總體設計思路(7) 程序設計及調試(8) 電氣設計(9) 安裝、接線、聯(lián)合測試(10) 后期工作(11) 課程設計總結(12) 致謝(13) 主要參考文獻及資料8 尚存在的問題及方案建議本設計方案雖然“設計簡約，考慮面廣，滿足要求” ，但至少存在以下 2 個 問題尚未解決：(1)由于試驗設備的限制，只能制作成手動的控制裝置，與實際根據液壓傳 感器來自動控制裝置的試驗現(xiàn)象相差較大， 到達指定液位時裝置就自動變化的現(xiàn) 象可能有時不太明顯觀察。( 2)隨時停止工作：在設過程中，為了簡化操作過程，對 PLC 未加裝強制

17、停 止按鈕，突發(fā)情況不能強制停止。9 課程設計總結小學期課程設計是非常難得的一次理論與實踐相結合的機會，通過這次小 學期對“多種液體自動混合裝置的PLC控制”的設計使我擺脫了單純理論學習的 狀態(tài)，和眼高手低的毛病，通過本次PLC的課程設計，使我了解到PLC的重要性。電氣控制與可編程控制器是一門極其重要的課程， 他綜合了計算機技術和自 動控制技術和通訊技術。 在當今由機械化向自動化， 信息化飛速發(fā)展的社會， PLC技術越來越受人們廣泛應用，前景可觀，因此學會和運用 PLC將對我們以后踏 上工作崗位有極其重要的幫助， 在此次設計中， 我們遇到了許多困難， 通過對自 身的查找，我找出幾點不足之處：1

18、，不太會利用查翻資料。遇到困難，首先不先查看資料，過多依賴同學和 老師的幫助，相對不獨立。2，學習認真程度不夠，學習熱情不高，基礎相對薄弱，掌握知識太少。 3，設計時對時間合理安排上欠妥。但正是這次設計，讓我認識到自己的不 足，為以后以后的工作學習找到了方向和前進的動力。通過這次PLC課程設計實踐。我學會了 PLC的基本編程方法，對PLC的工作 原理和使用方法也有了更深刻的理解。 在對理論的運用中， 提高了我們的工程素 質，在沒有做實踐設計以前， 我們對知識的撐握都是理論上的， 對一些細節(jié)不加 重視，當我們把自己想出來的程序用到 PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運 行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。 這樣，我就只能一個一個問題的去 解決，通過查閱資料或者是請教同學， 一次一次的調試程序， 最后達到設計要求。 使得我對 PLC 的理解得到加強，看到